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ペプチド触媒を用いる位置選択的反応の開発

Publicly Offered Research

Project AreaAdvanced Molecular Transformations by Organocatalysts
Project/Area Number 24105506
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

工藤 一秋  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80251669)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsペプチド / 有機分子触媒 / 位置選択性 / エナンチオ選択性 / 共役付加 / 有機触媒 / 位置選択的反応 / 共役付加反応
Research Abstract

1)α,β,γ,δ-不飽和アルデヒドへの1,6-選択的付加反応を引き起こすペプチド触媒の開発に関し,予備的結果に基づき,5-フェニル-2,4-ペンタジエナールに対するHantzschエステルからのヒドリド移動反応を検討した。その際,過剰のHantzschエステルを用いて1,6付加反応生成物を1,6/1,4の二段階還元生成物に誘導した。結果的に,ペプチド触媒では,1,6-還元体が,低分子の有機触媒では1,4-還元体が主生成物となり,位置選択性の発現がペプチド触媒由来であることが分かった。また,3位にメチル基を有する基質を用いて反応を行った結果,90%の位置選択性,99%のエナンチオ選択性で生成物を得ることに成功し,基質一般性も確認できた。
2)スペクトル解析・量子化学計算による位置選択性発現の機構の解明に関し,NMRからペプチドが単一 のコンホメーションをとっていないことが示唆され,有効な構造情報は得られていない。しかしながら,上記1)の触媒最適化の過程で,5-メトキシトリプトファンを有するペプチドがトリプトファンをもつものよりも高い触媒能を示すことを見出し,反応中間体のイミニウムイオンと電子豊富なトリプトファンとのCT的相互作用が示唆された。
3)ペプチド触媒によるα,β,γ,δ-不飽和アルデヒドに対する位置選択的なチオールの共役付加を検討し,1)と同様に1,6/1,4-二段階付加体が主生成物として得られることが分かった。しかし,この場合は低分子有機触媒を用いた対照実験でも同じ生成物が得られた。大きく異なったのは鏡像異性体過剰率でで,ペプチド触媒では70%台であったのに対して,低分子触媒では5%以下であった。反応を詳細に検討した結果,先に可逆な1,4-付加が起こり,時間の経過とともに熱力学的に安定な二段階付加体に変わっていくことを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Peptide-catalyzed consecutive 1,6- and 1,4-additions of thiols to α,β,γ,δ-unsaturated aldehydes,2014

    • Author(s)
      K. Akagawa, N. Nishi, J. Sen, K. Kudo
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: - Issue: 22 Pages: 3581-3585

    • DOI

      10.1039/c4ob00565a

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  • [Journal Article] Development of a Peptide-Based Primary Aminocatalyst with a Helical Structure2014

    • Author(s)
      K. Akagawa, R. Suzuki, K. Kudo
    • Journal Title

      Asian J. Org. Chem.

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 514-522

    • DOI

      10.1002/ajoc.201400028

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  • [Journal Article] Peptide-Catalyzed Diastereo- and Enantioselective Cyclopropanation of Aromatic α,β-Unsaturated Aldehydes2013

    • Author(s)
      K. Akagawa, S. Takigawa, I. S. Nagamine, R. Umezawa, K. Kudo
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 15 Issue: 19 Pages: 4964-4967

    • DOI

      10.1021/ol402227y

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  • [Journal Article] Peptide-Catalyzed Regio- and Enantioselective Reduction of α,β,γ,δ-Unsaturated Aldehydes2013

    • Author(s)
      K. Akagawa, J. Sen, K. Kudo
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 52 Issue: 44 Pages: 11585-11588

    • DOI

      10.1002/anie.201305004

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  • [Journal Article] Graft-type polymer electrolyte membranes for fuel cells prepared through radiation-induced graft polymerization into alicyclic polybenzimidazoles2013

    • Author(s)
      J. Park, T. Takayama, M. Asano, Y. Maekawa, K. Kudo
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 54 Issue: 17 Pages: 4570-4577

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.06.042

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  • [Journal Article] Transformation of Gold(I)–cyclo[–Met–Met–] Complex Supramolecular Fibers into Aligned Gold Nanoparticles2013

    • Author(s)
      M. Furutani, K. Kudo
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 42 Issue: 6 Pages: 601-603

    • DOI

      10.1246/cl.130106

    • NAID

      10031176021

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
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  • [Journal Article] Asymmetric α-amination of aldehydes by recyclable resin-supported peptide catalyst2013

    • Author(s)
      T. Tanaka, K. Akagawa, M. Mitsuda, K.Kudo
    • Journal Title

      Adv. Synth. Catal.

      Volume: 2-3 Issue: 2-3 Pages: 294-296

    • DOI

      10.1002/adsc.201200611

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  • [Journal Article] Construction of an All-Carbon Quaternary Stereocenter by the Peptide-Catalyzed Asymmetric Michael Addition of Nitromethane to β-Disubstituted α,β-Unsaturated Aldehydes2012

    • Author(s)
      K. Akagawa, K. Kudo
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Issue: 51 Pages: 12786-12789

    • DOI

      10.1002/anie.201206916

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  • [Journal Article] Asymmetric one-pot sequential Friedel-Crafts-type alkylation and α-oxyamination catalyzed by a peptide and an enzyme2012

    • Author(s)
      K. Akagawa, R. Umezawa, K. Kudo
    • Journal Title

      Beilstein J. Org. Chem.

      Volume: 8 Pages: 1333-1337

    • DOI

      10.3762/bjoc.8.152

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  • [Journal Article] Asymmetric induction by helical poly(amino acid) in cyanosilylation of aldehydes2012

    • Author(s)
      K. Akagawa, K. Kudo
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 53 Issue: 45 Pages: 5981-5983

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2012.07.034

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  • [Journal Article] Constitutionally Isomeric Alicyclic Polyimides: Origin of Siteselectivity in the Reaction of Unsymmetrical Dianhydride and Structure-derived Difference in Physical Properties2012

    • Author(s)
      J. Choi, K. Shirai, T. Takayama, K. Akagawa, K. Kudo
    • Journal Title

      J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.

      Volume: 50 Issue: 20 Pages: 4246-4254

    • DOI

      10.1002/pola.26231

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  • [Journal Article] Asymmetric Michael addition of boronic acids to a γ-hydroxy-α,β-unsaturated aldehyde catalyzed by resin-supported peptide2012

    • Author(s)
      K. Akagawa, M. Sugiyama, K. Kudo
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: 10 Issue: 25 Pages: 4839-4843

    • DOI

      10.1039/c2ob25431j

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Preparation and characterization of nanoporous films derived from alicyclic copolyimides having pendent poly(propyleneglycol) groups2012

    • Author(s)
      J. Choi, T. Takayama, H.-C. Yu, C.-M. Chung, K. Kudo
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 53 Issue: 6 Pages: 1328-1338

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2012.01.041

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Effect of the Helical Tether of a Resin-Supported Peptide Catalyst for Friedel-Crafts-Type Alkylation in Water2012

    • Author(s)
      K. Akagawa, R. Suzuki, K. Kudo
    • Journal Title

      Adv. Synth. Catal.

      Volume: 354 Issue: 7 Pages: 1280-1286

    • DOI

      10.1002/adsc.201100950

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] A trifunctional photopatterning component derived from cysteine: fabrication of a deposited silver micropattern2012

    • Author(s)
      M. Furutani, K. Kudo
    • Journal Title

      J. Mater. Chem.

      Volume: 22 Issue: 7 Pages: 3139-3147

    • DOI

      10.1039/c2jm13448a

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      2012 Annual Research Report
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  • [Presentation] ペプチド触媒を用いた面不斉メタロセニル化合物の不斉合成2014

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      秋山みどり・赤川賢吾・工藤一秋
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      日本化学会第94春季年会
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      名古屋大学
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      酒井信孝・赤川賢吾・工藤一秋
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      名古屋大学
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      秋山みどり,赤川賢吾,工藤一秋
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      日本化学会第92春季年会
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      立命館大学
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      日本化学会第92春季年会
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      立命館大学
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      2013-03-22
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      日本化学会第92春季年会
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      立命館大学
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      2013-03-22
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  • [Presentation] ペプチド触媒を用いた面不斉フェロセニル化合物の速度論的光学分割2013

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      秋山みどり・赤川賢吾・工藤一秋
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      酒井信孝・赤川賢吾・工藤一秋
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      第3回CSJ化学フェスタ2013
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      タワーホール船堀
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      西信宏・赤川賢吾・工藤一秋
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      第3回CSJ化学フェスタ2013
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      タワーホール船堀
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      米国ハワイ
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  • [Presentation] ペプチド触媒固有の選択的反応の開発2012

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      工藤一秋
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    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2012-10-26
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      赤川賢吾,工藤一秋
    • Organizer
      第5回 有機触媒シンポジウム
    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2012-10-26
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  • [Presentation] Synthesis and Properties of Alicyclic Polyimides Using Unsymmetrical Spiroalicyclic Dianhydride2012

    • Author(s)
      K. Kudo
    • Organizer
      SAMPE Tech 2012
    • Place of Presentation
      米国チャールストン
    • Year and Date
      2012-10-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Book] ナノエレクトロニクスにおける絶縁超薄膜技術, (第4編 第1章 "low-k薄膜絶縁材料開発")2012

    • Author(s)
      工藤一秋
    • Total Pages
      338
    • Publisher
      シーエムシー
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 発表論文

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~kkudo/publication.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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